[發(fā)明專利]一種程序計(jì)數(shù)器壓縮方法及其硬件電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611143794.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN106656200B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張多利;張斌;宋宇鯤;衛(wèi)燦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M7/30
• 分類號(hào): H03M7/30;G06F11/36
• 代理公司: 北京律譜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11457
• 代理人: 黃云鐸

1.一種程序計(jì)數(shù)器壓縮方法，其特征在于，所述壓縮方法包括下述步驟：

步驟(1)、獲取處理器發(fā)出的指令的執(zhí)行情況，并且基于所述指令的執(zhí)行情況對(duì)所述指令進(jìn)行分類篩選，所述程序計(jì)數(shù)器壓縮方法將指令的類型分為(1)順序執(zhí)行、(2)跳轉(zhuǎn)和(3)阻塞；

步驟(2)、基于分類篩選的結(jié)果對(duì)目標(biāo)類型指令的程序計(jì)數(shù)器值和阻塞周期進(jìn)行差分處理，并且對(duì)所獲得的差分值進(jìn)行切片處理，獲得相應(yīng)的有效數(shù)據(jù)段；

步驟(3)、對(duì)步驟(2)中獲得的差分切片的有效數(shù)據(jù)段進(jìn)行字典編碼，其中，所述步驟(2)包括：

步驟(2.1)、對(duì)于所記錄下的阻塞指令和跳轉(zhuǎn)指令的程序計(jì)數(shù)器值和相應(yīng)的指令持續(xù)周期數(shù)進(jìn)行差分，獲得相應(yīng)差分值；

步驟(2.2)、將差分值按照數(shù)據(jù)位的順序分成若干數(shù)據(jù)段，每個(gè)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)位數(shù)相同；

步驟(2.3)、從左至右判斷每個(gè)數(shù)據(jù)段中的各個(gè)數(shù)據(jù)位是否全為0或全為1；

步驟(2.4)若數(shù)據(jù)段中的各個(gè)數(shù)據(jù)位全為0或全為1，則舍棄該數(shù)據(jù)段，若數(shù)據(jù)段中的各個(gè)數(shù)據(jù)位不全為0或1，則將該數(shù)據(jù)段以及其低位數(shù)據(jù)段均傳輸至步驟(3)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的程序計(jì)數(shù)器壓縮方法，其特征在于，

所述步驟(1)包括：

步驟(1.1)、獲取每個(gè)指令所對(duì)應(yīng)的程序計(jì)數(shù)器值；

步驟(1.2)求解任意兩條連續(xù)指令的程序計(jì)數(shù)器值的差值PC_diff＝PC-PC_pre，其中，PC表示當(dāng)前周期的程序計(jì)數(shù)器值，PC_pre表示上一個(gè)周期的程序計(jì)數(shù)器值；

步驟(1.3)基于任意兩條連續(xù)指令的程序計(jì)數(shù)器值的差值PC_diff對(duì)所述指令進(jìn)行分類，

(a)如果PC_diff＝1，則將該指令分類為順序指令，對(duì)該指令不做記錄；

(b)如果PC_diff＝0：則將該指令分類為阻塞指令，記錄阻塞指令對(duì)應(yīng)的程序計(jì)數(shù)器值和阻塞的周期；

(c)如果PC_diff≠0且PC_diff≠1，則將該指令分類為跳轉(zhuǎn)指令，記錄該指令對(duì)應(yīng)的分支地址和目標(biāo)地址所對(duì)應(yīng)的程序計(jì)數(shù)器的值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的程序計(jì)數(shù)器壓縮方法，其特征在于，所述步驟(3)包括：

步驟(3.1)、接收步驟(2)中所傳送的數(shù)據(jù)段，其中每個(gè)數(shù)據(jù)段包含若干源數(shù)據(jù)；

步驟(3.2)、在存儲(chǔ)器中構(gòu)建字典，所述字典包括若干元素；

步驟(3.3)、對(duì)每個(gè)源數(shù)據(jù)，依次從字典中的每個(gè)元素中進(jìn)行查找，若當(dāng)前源數(shù)據(jù)與字典中的某個(gè)元素相匹配，則記錄下字典中該元素的位置后再利用源數(shù)據(jù)更新字典，若所有元素均不匹配，則直接利用源數(shù)據(jù)更新字典，字典更新時(shí)，字典不發(fā)生滑動(dòng)，依次將源數(shù)據(jù)從左至右將字典中的元素覆蓋，并且，每次更新之后，將對(duì)查找起始位置+1。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的程序計(jì)數(shù)器壓縮方法，其特征在于，所述步驟(3)還包括：

對(duì)字典窗口進(jìn)行分割，單次讀入N個(gè)數(shù)據(jù)源，N為大于等于2的正整數(shù)，對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)源，每個(gè)程序周期啟動(dòng)一個(gè)數(shù)據(jù)源的查找，每個(gè)數(shù)據(jù)源的查找起始位置比上一個(gè)增加1，獲取對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)源的查找匹配結(jié)果，基于對(duì)所有N個(gè)數(shù)據(jù)源的匹配結(jié)果，確定實(shí)際匹配結(jié)果。

5.一種程序計(jì)數(shù)器壓縮裝置，其特征在于，所述壓縮裝置包括：

指令分類模塊、數(shù)據(jù)差分切片模塊、字典編碼模塊，所述指令分類模塊用于獲取處理器發(fā)出的指令的執(zhí)行情況，并且基于所述指令的執(zhí)行情況對(duì)所述指令進(jìn)行分類篩選，將指令的類型分為(1)順序執(zhí)行、(2)跳轉(zhuǎn)和(3)阻塞；

所述數(shù)據(jù)差分切片模塊用于基于分類篩選的結(jié)果對(duì)目標(biāo)類型指令的程序計(jì)數(shù)器的值和阻塞周期進(jìn)行差分處理，并且對(duì)所獲得的差分值進(jìn)行切片處理，所述數(shù)據(jù)差分切片模塊用于：對(duì)于所記錄下的阻塞指令和跳轉(zhuǎn)指令的程序計(jì)數(shù)器值和相應(yīng)的指令持續(xù)周期數(shù)進(jìn)行差分，獲得相應(yīng)差分值；將差分值按照數(shù)據(jù)位的順序分成若干數(shù)據(jù)段，每個(gè)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)位數(shù)相同；從左至右判斷每個(gè)數(shù)據(jù)段中的各個(gè)數(shù)據(jù)位是否全為0或全為1；若數(shù)據(jù)段中的各個(gè)數(shù)據(jù)位全為0或全為1，則舍棄該數(shù)據(jù)段，若數(shù)據(jù)段中的各個(gè)數(shù)據(jù)位不全為0或1，則將該數(shù)據(jù)段以及其低位數(shù)據(jù)段均傳輸至步驟(3)；

所述字典編碼模塊用于基于深度為N的RAM構(gòu)建字典編碼，并且，對(duì)有效的差分切片的數(shù)據(jù)段進(jìn)行LZ字典編碼。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的程序計(jì)數(shù)器壓縮裝置，其特征在于，所述壓縮裝置用于執(zhí)行權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的方法。